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Elektronisches Warngerät für Gase, Rauch u.dgl.
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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Warngerät für Rauch, Gase
u.dgl., mit einem Meßwertaufnehmer in Form eines beheizbaren Halbleiters, einem
elektronischen Steuerkreis und einem akustischen Signalgeber.
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Bekannte Warngeräte der gattungsgemäßen Art, die schädliche Gaskonzentrationen
und Rauch zur Abwehr einer Gefährdung des Menschen und seiner Sachwerte anzeigen,
arbeiten selektiv entweder als Rauchwarngeräte mit einem optischen Meßwertaufnehmer,
der elektronisch einen akustischen Signalgeber betätigt, oder aber als Gaswarngeräte
mit einem Meßwertaufnehmer in Form eines den Gasen angepaßten beheizbaren Halbleiters
als Sensor.
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Nachteilig ist, daß diese Geräte nur entweder auf Rauch oder auf Gase
ausgelegt sind, so daß, will man beides erfassen, praktisch zwei Geräte erforderlich
sind.
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Darüber hinaus arbeiten insbesondere Gaswarngeräte sehr ungenau, haben
also einen ungenauen Ansprechpunkt, weil nicht dafür Sorge getragen ist, daß die
vorhandenen Netzspannungsschwankungen ausgeregelt werden. Geht man
davon
aus, daß Netzspannungsschwankungen von + 10 X bis - 15 % möglich sind, sieht man,
welch erheblicher Schwankungsbereich vorliegt. Die Geräte sehen die Möglichkeit
für den Anwender vor, die Ansprechempfindlichkeit selbst einzustellen. Dies wird
jedoch oft in unzutreffender Form durchgeführt. Die bekannten Warngeräte besitzen
als akustischen Signalgeber einen Summer. Für eine externe Signalabgabe ist meist
noch ein Relais eingebaut. Bei dieser Ausgestaltung der Alarmgeräte können Abrißfunken
an den Kontakten zur Selbstzündung führen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches
Warngerät der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das sowohl für Rauch wie für viele
Schadgase geeignet ist, ohne Installationsaufwand eingesetzt werden kann und dabei
sehr genau arbeitet.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß zur Stromversorgung
ein Schnittbandkern- Transformator vorgesehen ist, der Meßwertaufnehmer ein auf
reduzierende Gase ansprechender Halbleiter ist und für dessen Heizspannung eine
Spannungastabilisierung vorgesehen ist.
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Die Verwendung eines Schnittbandkern-Transformators führt zu einem
außerordentlich geringvolumigen Aufbau eines derartigen Warngerätes derart, daß
dieses als Steckdosengerät ausgelegt werden kann, bei dem jeglicher Installationsaufwand
entfällt. Die tragbare Ausführung des Gerätes ernöglicht dabei seinen Einsatz auch
an zeitlichen Gefahrenschwerpunkten. Der Einsatz eines auf reduzierende Gase ansprechenden
Halbleiters ermöglicht die Warnung vor eben derartigen reduzierenden Gasen und andererseits
auch den Einsatz als Rauchwarngerät, weil gerade auch im Rauch immer noch in ausreichendem
Ausmaß reduzierende Gase vorhanden sind. Die eingesetzte
Spannungsstabilisierung
macht die Ansprechempfindlichkeit des Gerätes unabhängig von Netzspannungsschwankungen.
Der Ansprechpunkt des Gerätes kann werksseitig sachkundig eingestellt werden, so
daß die meist fehlerhafte Einstellung-des 3benutzers entfallen kann. Die Spannungsstabilisierung
hat den weiteren Vorteil, daß bei entsprechender Auslegung der Verlustleistung niedrig
gehalten werden kann, was außerordentlich mit dazu beiträgt, die Abmessungen des
Gerätes sehr klein zu halten, es also als Steckdosengerat zu konzipieren und dabei
dennoch die gültigen Vorschriften über maximale Gehäusetemperaturen u.dgl. einzuhalten.
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Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Warngerätes ergeben
sich aus den Unteransprüchen, die insbesondere zweckmäßige Ausgestaltungen des elektronischen
Steuerkreises kennzeichnen.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Warngerätes gemäß der Erfindung wird
nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
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Die beigefügte Zeichnung zeigt das Schaltschema eines Warngerätes
gemäß der Erfindung.
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Die Speisung des als Steckdosengerät konzipierten elektronischen Warngerätes
geschieht ausgehend vom Netz über einen Schnittbandkern-Transformator 1. Dieser
hat Dieser hat sekundärseitig mehrere gesonderte Anzapfungen für die verschiedenen
Funktionsabschnitte des Gerätes.
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Als Sensor ist ein auf reduzierende Gase ansprechender Halbleiter
2 vorgesehen, dessen Heizleitung 2a über eine Spannungsstabilisierung 3 gespeist
wird. Dabei wird im einzelnen wie folgt vorgegangen:
Für den Heizdraht
2a des Halbleiters 2 ist eine eigene Anzapfung 4 auf der Sekundärseite des Transformators
1 vorgesehen, die in der Spannungsstabilisierung 3 über eine Gleichrichterbrücke
5 geführt wird. Diese gibt einen noch pulsierenden Gleichstrom ab, der über einen
Glättkondensator 6 geglättet wird. Die Spannungsstabilisierung beinhaltet ferner
einen Spannungsregler 7 in Form eines integrierten Schaltkreises, für dessen Referenzspannung
eine gesonderte Anzapfung 8 auf der Sekundärseite des Transformators 1 vorgesehen
ist. An einem Potentiometer 9 wird die Sollspannung eingestellt, die der Spannungsregler
mit seiner Ausgangsspannung vergleicht und sich dabei so lange nachregelt, bis die
vorhandenen Spannungsschwankungen ausgeregelt sind und seine Ausgangsspannung gleich
oder einem vorgegebenen Verhältnis proportional der Sollspannung ist. Die Ausgangsspannung
wird dann über einen nachgeschalteten Leistungstransistor 10 auf den Heizdraht 2a
des Halbleiters 2 gegeben. Der Leistungstransistor 10 hat dabei Verstärkerfunktion.
Die Referenzspannung für den Spannungsregler 7 wird in diesen über eine Gleichrichterdiode
11 und einen Ladeblockkondensator 12 gegeben.
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Die Widerstandsänderung der Sensorleitung 2b des Halbleiters 2 ist
ein Maß für die anstehende Gaskonzentration an reduzierenden Gasen. Hierzu wird
die Sensorleitung 2b über eine eigene Anzapfung 13 auf der Sekundärseite des Transformators
1 mit Wechselstrom beaufschlagt.
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Die am Leitungspunkt 14 herrschende Spannung wird dann ausgewertet.
Hierzu wird die Spannung über eine Gleichrichterdiode 15 auf einen Operationsverstärker
16 gegeben, der in Form einer integrierten Schaltung ausgebildet ist. Das ankommende
Signal wird dabei im Operationsverstärker 16 mit einem an einem Potentiometer 17
eingestellten Schaltpunkt verglichen. Der am Poteniometer 17
eingestellte
Sollschaltpunkt kennzeichnet die Gaskonzentration, bei der eine Alarmgabe erfolgen
soll. Stimmt der Istwert mit dem Sollwert überein, kommt es zur Alarmabgabe. Der
Operationsverstärker 16 kann entweder als Komparator in Form einer integrierten
Schaltung ausgebildet sein, der sich von selbst zurückschaltet und eine entsprechende
Hysterese besitzt. Der Operationsverstärker kann auch als bistabiles Schaltglied,
also als sogenannter Flip-Flop-Schalter ausgebildet sein, der über eine besondere
Quittiertaste zurückgestellt werden muß.
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Der Operationsverstärker 16 schaltet im Fall der Alarmgabe einen Leistungstransistor
18 durch, der den Stromversorgungskreis für den akustischen Alarmgeber dann durchsteuert.
Der Alarmgeber hat eine eigene Stromversorgung, die ausgehend von einer eigenen
Anzapfung 19 auf der Sekundärseite des Transformators 1 zunächst eine den Strom
gleichrichtende Versorgungseinheit 20 beinhaltet.
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Als akustischer Alarmgeber ist ein Oszillator 21 in Verbindung mit
einem Lautsprecher 22 vorgesehen. An dessen Stelle kan auch eine Piezzokeramik vorgesehen
sein. In beiden Fällen können Kontaktfunken nicht entstehen.
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